海藻纖維的制備及其在紡織服裝中的應(yīng)用研究進(jìn)展

劉秀龍 王云儀

摘 要：海藻纖維制備方法有濕法紡絲、靜電紡絲、微流控紡絲和離心紡絲等，其中濕法紡絲制備的海藻纖維力學(xué)性能、耐鹽耐洗滌劑性能以及染色性能差，阻礙了其在紡織服裝領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。通過(guò)纖維改性和功能化改造可改善濕紡海藻纖維性能，拓寬其在紡織服裝領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。從海藻纖維制備、紡織用海藻纖維性能改性以及紡織用功能型海藻纖維開(kāi)發(fā)3個(gè)方面出發(fā)，比較海藻纖維不同制備方法間差異并總結(jié)紡織服裝用海藻纖維力學(xué)、耐鹽耐洗滌以及染色性能改性方法及紡織用功能型海藻纖維種類。最后指出功能型海藻纖維的制備方法和研究成果的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用是未來(lái)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：海藻纖維;制備方法;性能改性;功能型海藻纖維

中圖分類號(hào)：TS102.6

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1009-265X（2022）01-0026-10

Abstract： The preparation methods of alginate fiber include wet spinning， electrostatic spinning， microfluidic spinning and centrifugal spinning. Among them， alginate fiber prepared by wet spinning has poor mechanical properties， salt and detergent resistance and dyeing properties， which hinder its large-scale application in the field of textiles and garments. Through fiber modification and functional transformation， the properties of alginate fiber prepared by wet spinning can be improved， and its application scope in the field of textiles and garments can be expanded. From three aspects： alginate fiber preparation， property modification and development of functional alginate fiber for textiles， this paper compared differences among preparation methods of alginate fiber， and summed up modification methods of mechanical properties， salt and washing resistance and dyeing properties of alginate fiber for textiles， types of functional alginate fiber for textiles. Lastly， it was pointed out that the industrial application of the preparation methods and research findings of functional alginate fiber are the direction for future development.

Key words： alginate fiber; preparation method; property modification; functional alginate fiber

海藻纖維是以海藻植物中分離出的海藻酸鈉為原料制備的一種新型綠色生物質(zhì)纖維[1]，基于海藻酸鈉無(wú)毒、阻燃且生物相容性好的特點(diǎn)[2-3]，海藻纖維在吸濕透氣、抗菌、阻燃、遠(yuǎn)紅外、防電磁輻射以及生物相容和可降解方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。并且其原料為海藻植物，來(lái)源充足、綠色環(huán)保[4]。基于這些特點(diǎn)，海藻纖維在紡織服裝領(lǐng)域表現(xiàn)出極大的應(yīng)用潛力。

目前海藻纖維制備方法有濕法紡絲、靜電紡絲、微流控紡絲、離心紡絲等[5]，其中濕法紡絲最常見(jiàn)，其制備的海藻纖維可用于常規(guī)紡織品。但該法制備的海藻纖維易在堿溶液或鹽溶液中發(fā)生溶脹形成凝膠甚至溶解，具有強(qiáng)力低、脆性大、韌性差的缺點(diǎn)。有研究發(fā)現(xiàn)純海藻纖維在生理鹽水中浸泡1 min，強(qiáng)力會(huì)降低90%以上[6]。純海藻纖維較差的耐鹽耐堿性能使染料上染海藻纖維存在一定困難，影響其染色保色能力。以上問(wèn)題阻礙了海藻纖維在紡織服裝領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，使其局限于醫(yī)用紡織品尤其是醫(yī)用敷料領(lǐng)域[7]。

為了制備服用性能較好的海藻纖維，拓寬其在紡織服裝領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，研究人員主要從海藻纖維性能改性入手，通過(guò)物理共混和化學(xué)交聯(lián)改性等方法彌補(bǔ)純海藻纖維的不足。除此之外，海藻纖維本身優(yōu)異的抗菌、阻燃、遠(yuǎn)紅外等性能使海藻纖維功能型紡織品成為研究熱點(diǎn)，可以更好地滿足消費(fèi)者需求，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[8]。本文從海藻纖維的制備方法、紡織用海藻纖維性能改性及紡織用功能型海藻纖維開(kāi)發(fā)3個(gè)方面綜述海藻纖維的研究現(xiàn)狀，為其在服裝紡織領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用提供參考。

1 海藻纖維制備方法

海藻酸鈉分子中含有大量的羧基和羥基，在室溫下可與水分子中的羥基發(fā)生化學(xué)作用形成具有一定黏度的紡絲原液。濕法紡絲制備海藻纖維即將海藻酸鈉紡絲液經(jīng)紡絲釜過(guò)濾脫泡、凝固浴形成凝膠，并經(jīng)拉伸、水洗、干燥進(jìn)行[9]。該方法制備的海藻纖維性能主要受到紡絲工藝、凝固浴以及紡絲機(jī)參數(shù)等影響[10]。張傳杰等[11]在前人研究基礎(chǔ)上制備高強(qiáng)度海藻纖維，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%紡絲液，4%凝固浴以及40℃的凝固浴溫度為最佳的工藝條件。濕紡操作簡(jiǎn)單、成本低廉且易投入工業(yè)化生產(chǎn)，是制備海藻纖維最為常見(jiàn)的一種方式。但該法制備的海藻纖維直徑通常在20～100 μm之間[12]，纖維直徑大且強(qiáng)度低。

靜電紡絲通常用來(lái)制備納米纖維和超細(xì)纖維，作為一種典型的干法紡絲工藝，制備過(guò)程不需要凝固浴。由該方法制備的海藻纖維在其本身優(yōu)異性能的基礎(chǔ)上同時(shí)具備電紡絲纖維細(xì)、質(zhì)量輕、孔隙率高的特點(diǎn)[13]。但該方法制備純海藻纖維存在困難，因海藻酸鈉分子鏈上大量的羧基負(fù)電荷基團(tuán)使其分子間存在較強(qiáng)的靜電排斥力，影響海藻纖維的靜電紡絲過(guò)程[14]。除此之外，海藻纖維靜電紡絲易受所用溶液、工藝參數(shù)及環(huán)境條件的影響;其次，該方法用到的有機(jī)溶劑有毒，限制其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用;同時(shí)靜電紡絲成本較高，不適合大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

與靜電紡絲相同，微流控紡絲也通常用來(lái)制備超細(xì)和納米級(jí)海藻纖維。但其較少受參數(shù)等其他因素影響，制備環(huán)境較溫和，具有廣譜性、有序性、靈活性、穩(wěn)定性、安全性、可控性以及多元性等優(yōu)勢(shì)[15]，更加穩(wěn)定可靠。與濕紡、靜電紡相比，微流控紡絲能夠微觀操控纖維的尺寸和形狀，制備的海藻纖維無(wú)毒且滿足醫(yī)用纖維中空、紡錘結(jié)以及腔室類的結(jié)構(gòu)要求，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大。陳子陽(yáng)等[16]總結(jié)了微流控紡絲在海藻纖維制備中的應(yīng)用，并按照制備的海藻纖維結(jié)構(gòu)將其分為實(shí)心型、中空型以及紡錘結(jié)型海藻酸鹽纖維。

離心紡絲法也是一種制備納米海藻纖維的方法，是高聚物熔體或溶液在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力和剪切力作用下進(jìn)行紡絲[17]，不需要靜電紡絲要求的高壓電場(chǎng)，同時(shí)對(duì)原料的限制性小，紡絲效率高且無(wú)污染，在海藻纖維工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用方面具有一定的市場(chǎng)潛力。然而，作為一種新型的納米纖維紡絲技術(shù)，海藻纖維離心紡絲裝置的安全性有待進(jìn)一步驗(yàn)證[18]，且相關(guān)的工藝參數(shù)有待進(jìn)一步優(yōu)化。

2 紡織用海藻纖維改性研究

為解決濕法紡絲中海藻纖維部分性能差的問(wèn)題，相關(guān)研究人員將目光聚焦在海藻纖維改性上，旨在通過(guò)物理共混改性和化學(xué)交聯(lián)改性彌補(bǔ)純海藻纖維性能不足。其中物理共混是將高分子或無(wú)機(jī)材料與海藻纖維紡絲液混合，利用其他材料的優(yōu)勢(shì)來(lái)填補(bǔ)海藻纖維性能的不足。目前天然高分子材料、合成高聚物以及納米材料等已用于海藻纖維共混改性。

但物理共混改性一般不涉及分子層面化學(xué)鍵變化，改性程度較小。因此有學(xué)者通過(guò)化學(xué)交聯(lián)改性的方式來(lái)提高海藻纖維的可紡性?；瘜W(xué)交聯(lián)在一定條件下能促進(jìn)纖維分子內(nèi)與分子間交聯(lián)，使其形成更加致密的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[19]?；瘜W(xué)交聯(lián)改性中通常會(huì)用到交聯(lián)劑，如戊二醛、環(huán)氧氯丙烷、四硼酸鈉、硼酸、離子交聯(lián)劑等。

2.1 改善海藻纖維的力學(xué)性能

海藻纖維的力學(xué)性能對(duì)纖維成型和織物紡造和使用具有重要影響，目前較多研究集中于提高海藻纖維物理機(jī)械性能。其中納米材料是一種尺寸在1～100 nm范圍內(nèi)的微觀結(jié)構(gòu)材料，具有較大的比表面積和結(jié)晶度，通常作為主要的共混材料來(lái)提高海藻纖維的力學(xué)性能。最為常見(jiàn)的有納米纖維素和石墨烯。

納米纖維素具有機(jī)械強(qiáng)度、結(jié)晶度高等優(yōu)點(diǎn)，通常包含纖維素納米纖絲、纖維素納米晶（CNC）/納米晶須[20-21]。張瑞等[22]通過(guò)酸解法制備CNC，將不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的CNC與質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的海藻酸鈉溶液共混制備復(fù)合纖維，測(cè)試結(jié)果表明復(fù)合纖維的斷裂強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率在CNC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%時(shí)達(dá)到最大值，較純海藻纖維分別提高46.8%和111.9%。Ci等[23]則在添加CNC同時(shí)在海藻酸鈉紡絲液中添加羥丙基甲基纖維素（HPMC），測(cè)試發(fā)現(xiàn)CNC和HPMC兩者協(xié)同作用可進(jìn)一步提高海藻纖維的剛度和延伸性。

石墨烯是一種熱學(xué)、力學(xué)、電學(xué)和抗菌性能均優(yōu)異，由單層碳原子構(gòu)成的二維結(jié)構(gòu)納米材料[24]。在石墨烯與海藻纖維共混過(guò)程中，石墨烯片層結(jié)構(gòu)會(huì)阻礙基體裂紋擴(kuò)展和鈍化，提高纖維拉伸性。研究人員[1， 25]將生物質(zhì)石墨烯應(yīng)用于海藻纖維改性中，發(fā)現(xiàn)海藻纖維斷裂強(qiáng)力在石墨烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí)達(dá)到1.79 cN/dtex，較純海藻纖維強(qiáng)度提高近15%。除此之外，還有學(xué)者采用石墨烯制備過(guò)程的中間物氧化石墨烯來(lái)改性海藻纖維。與石墨烯相比，氧化石墨烯表面大量的—OH、—COOH可與海藻纖維中的羥基形成氫鍵，進(jìn)一步增強(qiáng)分子間作用力。陳艷艷等[26]采用改進(jìn)的霍姆斯法合成氧化石墨烯并用其改性海藻纖維，經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)復(fù)合纖維的拉伸性能在氧化石墨烯含量為1%時(shí)最優(yōu)，斷裂伸長(zhǎng)率和斷裂強(qiáng)度分別為純海藻纖維的203%和162%。

2.2 改善海藻纖維的耐鹽耐洗滌劑性能

不耐鹽和洗滌劑一直是困擾海藻纖維制備的難題，這樣的特點(diǎn)使海藻纖維無(wú)法正常洗滌，相關(guān)產(chǎn)品的使用壽命也無(wú)法達(dá)到實(shí)際要求，因此改善其耐鹽耐洗滌劑性能具有重要意義。

為提高海藻纖維的耐鹽性，多數(shù)研究主要通過(guò)化學(xué)交聯(lián)改性海藻纖維的方式進(jìn)行。張芮等[27]針對(duì)海藻酸鈉/磷蝦蛋白復(fù)合纖維在鹽溶液中溶脹甚至溶解的問(wèn)題，以硼酸作為交聯(lián)劑進(jìn)行改性，改性后的復(fù)合纖維耐鹽性明顯提升;朱立華[28]則分別用戊二醛和環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)改性海藻纖維，其中溫度30℃，戊二醛交聯(lián)劑質(zhì)量濃度8%，反應(yīng)時(shí)間3 h的工藝條件下制備的改性海藻纖維即使在生理鹽水中浸泡68 h，溶脹度也僅為98%;張傳杰等[29-30]發(fā)現(xiàn)采用金屬離子如Cu2+、Al3+等修飾改性海藻纖維，可賦予其優(yōu)異的耐鹽性能。

上述研究雖在一定程度上保證了海藻纖維耐鹽性，但并未進(jìn)行耐洗滌性的探究。因此田星等[31]利用四硼酸鈉作為交聯(lián)助劑改性海藻纖維，發(fā)現(xiàn)濕紡過(guò)程中海藻酸鈉分子鏈間會(huì)形成共價(jià)交聯(lián)結(jié)構(gòu)，提高海藻纖維斷裂強(qiáng)度，并且使海藻纖維在生理鹽水和洗滌劑中浸泡24 h的吸液量下降至10.2%和10.1%。

2.3 改善海藻纖維的染色性能

隨著人們審美觀念的提高，紡織服裝用織物需要具有豐富的色彩來(lái)迎合市場(chǎng)。要想將海藻纖維廣泛地應(yīng)用到日常生活中，有必要對(duì)其染色性能進(jìn)行研究。目前研究人員通過(guò)陽(yáng)離子、弱酸性、中性、媒介或活性染料上染海藻纖維[32]，但因海藻纖維本身不耐鹽不耐堿，纖維損傷嚴(yán)重，上色效果并不好。所以從根本上改善海藻纖維的耐鹽耐堿性是保證海藻染色保色性的基礎(chǔ)。

根據(jù)前面的分析，有不少學(xué)者進(jìn)行了海藻纖維耐鹽耐堿性能的改性研究，制備出耐鹽性海藻纖維，但是缺乏改性纖維染色性能的進(jìn)一步探討?；诖?，楊利軍等[33]分別用酸性湖藍(lán)A和紅B上染海藻酸鈉/磷蝦蛋白復(fù)合纖維，測(cè)試發(fā)現(xiàn)纖維上染率可達(dá)95.71%，皂洗色牢度均達(dá)到三級(jí)以上。兩種染料染色效果都很好，但是相同染色條件下酸性紅B的得色深度要優(yōu)于酸性湖藍(lán)A。另外作者還得出在酸性染料加入阻溶劑可以進(jìn)一步增強(qiáng)染色效果。邵歡迎等[34]則在張傳杰研究的硫酸鋁改性海藻纖維基礎(chǔ)上深入探究了其染色性，得出在40℃條件下用直接大紅4BS3%（omf）入染，并在70℃條件下對(duì)海藻纖維染色40 min，最后用20 g/L氯化鈣水溶液固色處理后的纖維染色效果最好。

除此之外，還有學(xué)者對(duì)海藻纖維進(jìn)行物理共混改性以提高其耐鹽和染色性能。楊宏等[35]用直接染料湖藍(lán)5B染色聚酰胺-胺共混海藻纖維，經(jīng)染色熱、染色熵、上染速率曲線、吸附等溫線繪制和染色親和力計(jì)算后發(fā)現(xiàn)纖維與染料之間親和力很好，改性海藻纖維可以實(shí)現(xiàn)無(wú)鹽染色。張傳杰等[36]將殼聚糖溶液用于包覆海藻纖維中，制備獲得50 g/L食鹽溶液中不發(fā)生凝膠化的耐鹽性海藻纖維。在此基礎(chǔ)上用直接耐酸大紅4BS對(duì)耐鹽海藻纖維進(jìn)行無(wú)鹽染色，發(fā)現(xiàn)染色溫度為80℃，染液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%～4%，染色時(shí)間為90 min，殼聚糖濃度為2%時(shí)染色效果最好，上染率提高至82.4%，不勻度可降至2%左右。除此之外，該作者還探究了染色的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)，為海藻纖維的染色應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。

3 紡織用功能型海藻纖維開(kāi)發(fā)

3.1 抗菌海藻纖維

海藻纖維中微量的乳酸或低聚物使其具有一定的抑菌效果[37]，對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌率達(dá)81.8%和97.4%[38]，遠(yuǎn)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。作為一種天然抗菌纖維，海藻纖維逐漸應(yīng)用于醫(yī)用紡織品、內(nèi)衣褲、襪子和嬰童服裝領(lǐng)域。車云宏[39]和潘曉梅等[40]設(shè)計(jì)的海藻纖維內(nèi)衣和術(shù)后康復(fù)內(nèi)褲均具有良好的抗菌性，在促進(jìn)人體健康、提高舒適性方面具有一定優(yōu)勢(shì)。

為進(jìn)一步提高海藻纖維抗菌性，研究人員主要通過(guò)后整理或摻雜紡絲方式在海藻纖維及其織物中添加抗菌劑。其中后整理指利用抗菌整理劑，在印染和整理過(guò)程中通過(guò)浸漬、浸軋、涂層或噴涂等方法對(duì)海藻纖維織物進(jìn)行處理。王海樓等[41]通過(guò)浸漬法在海藻纖維水刺非織造布上涂覆氨基納米銀溶液，經(jīng)振蕩法抗菌測(cè)試發(fā)現(xiàn)抑菌率隨著載銀量的增加逐步提高，當(dāng)載銀量為10 mg/g時(shí)該水刺非織造布可抑制99.9%以上金黃色葡萄球菌和大腸桿菌生長(zhǎng)。由后整理法制備抗菌海藻纖維雖操作簡(jiǎn)單且纖維抗菌強(qiáng)度高，但纖維耐久性較差，限制了抗菌海藻纖維織物的長(zhǎng)時(shí)間使用。

有關(guān)學(xué)者主要通過(guò)摻雜紡絲來(lái)解決耐久性問(wèn)題。摻雜紡絲制備的海藻纖維抗菌效果持久且耐洗滌。張廣麗等[42]將具有天然抗菌效果的大青葉提取物與海藻酸鈉紡絲液共混紡絲，利用定性抑菌暈法檢測(cè)發(fā)現(xiàn)改性纖維周圍出現(xiàn)了直徑為18.64mm的抑菌圈，可有效抑制大腸細(xì)菌和金黃色葡萄球菌生長(zhǎng);此外，改性纖維斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別提高了49.7%和152.8%，有利于提高海藻纖維的可紡性。除天然抗菌劑，通常也會(huì)在紡絲液中添加無(wú)機(jī)抗菌劑如Ag[43]、Zn、ZnO[44]、Cu、TiO[45]2等，但無(wú)機(jī)抗菌劑尤其是納米顆粒和纖維之間相互作用較弱，結(jié)合牢度低。因此，Zheng等[46]利用有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化結(jié)晶多孔材料ZIF-67與海藻酸鈉溶液共混制備高復(fù)合纖維。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)抗菌材料的加入沒(méi)有影響到海藻纖維的可紡性，濕法紡絲可連續(xù)紡出ZIF-67@SA復(fù)合纖維;在抗菌性方面，即使ZIF-67在超低負(fù)載量0.05%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）情況下，復(fù)合纖維對(duì)大腸桿菌的抑菌率也可達(dá)99.5%。此外，經(jīng)5次洗滌實(shí)驗(yàn)后該纖維也表現(xiàn)出良好的抗菌耐久性，在抗菌除臭襪子、手術(shù)服等紡織服裝領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。雖然摻雜紡絲制備的抗菌海藻纖維抗菌時(shí)間較長(zhǎng)，但與后整理相比抗菌強(qiáng)度較低且具有一定的技術(shù)難度和較高的加工成本，有待進(jìn)一步改善。

3.2 阻燃海藻纖維

近年來(lái)，由于紡織品阻燃性差引起火災(zāi)的事情頻繁發(fā)生，阻燃紡織品逐漸受到廣泛關(guān)注。海藻纖維本身存在大量羥基和羧基和金屬離子，遇熱會(huì)生成大量的CO2和H2O，隔絕氧氣阻止燃燒進(jìn)行。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)海藻纖維的極限氧指數(shù)（LOI）大于34%[47]，高于阻燃織物26%LOI的要求，可作為一種本質(zhì)阻燃纖維應(yīng)用于阻燃紡織品中。另外海藻纖維燃燒過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生煙氣、有毒氣體以及熔滴，安全性較高，可用于消防服、易燃易爆工廠防護(hù)服中。王維等[48]利用海藻纖維制備了一件輕便的救火消防衣，穿著該消防衣靠近火源時(shí)不會(huì)燃燒且人體感覺(jué)熱舒適。

研究人員主要將海藻纖維與其他纖維混紡來(lái)增強(qiáng)織物的阻燃性能。因?yàn)槔w維素纖維具有較低的LOI（17%），通常作為海藻纖維混紡的對(duì)象。青島大學(xué)朱平課題組在棉纖維和粘膠纖維中添加海藻纖維，成功獲得了具有極低熱釋放和煙霧釋放率的阻燃織物，擴(kuò)大了海藻纖維在防火材料上的應(yīng)用領(lǐng)域[49-50]。除了纖維素纖維，易引發(fā)熔滴的合成纖維也通常作為海藻纖維混紡的對(duì)象。Li等[51]將具有阻燃性的海藻纖維與可燃性聚酯纖維混紡，經(jīng)垂直火焰測(cè)試和錐形量熱儀測(cè)試發(fā)現(xiàn)海藻纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí)，織物可快速自熄且無(wú)熔滴出現(xiàn);與添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%海藻纖維的混紡織物相比，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%海藻纖維的混紡織物具有更低的熱釋放率和煙霧釋放率，可應(yīng)用于防火用服裝填充材料。Zhang等[52]將海藻纖維與聚酰胺纖維混紡，經(jīng)阻燃性測(cè)試發(fā)現(xiàn)混紡織物的峰值熱釋放率（56%）、總熱釋放率（59%）和總煙霧釋放率（66%）均明顯下降。除了與阻燃性能差的纖維混紡，也有學(xué)者將其與同樣具有阻燃性的芳綸纖維混紡，制備雙重阻燃面料[53]。

另外，海藻纖維原料中的海藻酸鈉及海藻酸鹽也通常作為一種阻燃劑，通過(guò)浸漬、涂層、層層自組裝、溶膠凝膠、接枝共聚、共混改性[54]等方法來(lái)改性其他纖維。管崇生等[55]利用殼聚糖和海藻酸鈉為改性劑，利用層層自組裝對(duì)滌綸織物進(jìn)行阻燃修飾;于婉菲等[56]利用接枝交聯(lián)將海藻酸鈉氧化產(chǎn)物與駝羊毛結(jié)合制備阻燃織物;Zhang等[57]在粘膠纖維中共混海藻酸鹽來(lái)獲取阻燃粘膠纖維，纖維的點(diǎn)燃時(shí)間延長(zhǎng)到51 s。

3.3 相變調(diào)溫海藻纖維

海藻纖維醫(yī)用敷料主要應(yīng)用于燒傷創(chuàng)口患者的治療中[58]，對(duì)于此類患者而言，外界環(huán)境溫濕度對(duì)傷口處體溫影響很大。過(guò)熱的環(huán)境會(huì)導(dǎo)致皮膚出汗引發(fā)傷口感染，而過(guò)冷的環(huán)境又會(huì)抑制傷口愈合，因此維持環(huán)境溫度及傷口處體溫恒定具有重要意義。研究人員通常采用相變材料來(lái)制備蓄熱調(diào)溫海藻纖維。相變材料（PCM）是一種特殊功能材料，可以通過(guò)自身相態(tài)變化吸熱或放熱，進(jìn)而調(diào)節(jié)材料自身及周圍環(huán)境溫度到舒適值，實(shí)現(xiàn)調(diào)溫作用。

研究人員在制備相變調(diào)溫海藻纖維時(shí)通常會(huì)用到相變微膠囊。展義臻等[59]制備聚脲型相變微膠囊，并探究液體石蠟芯材與活性單體乙二胺與甲苯-2，4-二異氰酸酯壁材配比、乳化劑種類及濃度、乳化剪切時(shí)間與速度、反應(yīng)溫度等對(duì)微膠囊性質(zhì)的影響，得出微膠囊制備的最佳工藝條件。該作者課題組又用環(huán)氧氯丙烷替換上述壁材中的活性單體甲苯-2，4-二異氰酸酯，制備環(huán)氧樹(shù)脂型相變微膠囊[60]。兩種相變微膠囊與質(zhì)量分?jǐn)?shù)4%的海藻酸鈉溶液共混進(jìn)行濕法紡絲，發(fā)現(xiàn)前者的調(diào)溫范圍在18～38℃，后者的調(diào)溫范圍在20～37℃;微膠囊纖維與純膠囊調(diào)溫范圍類似，且纖維的蓄熱量隨著微膠囊質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增加。另外，祝國(guó)成等[61]用相變微乳液與海藻酸鈉溶液共混紡絲，制備的海藻纖維具有優(yōu)異的力學(xué)性能和調(diào)溫性能，可以提高織物的舒適性。

3.4 負(fù)離子遠(yuǎn)紅外海藻纖維

隨著現(xiàn)代人對(duì)健康重視程度的提高，多功能保健紡織品日益受到消費(fèi)者歡迎。遠(yuǎn)紅外和負(fù)離子功能紡織品是一種典型的理療保健產(chǎn)品，可以通過(guò)發(fā)射遠(yuǎn)紅外線促進(jìn)血液循環(huán)和新陳代謝，通過(guò)釋放負(fù)離子來(lái)緩解精神壓力，保持身心愉悅。海藻纖維以及海藻炭纖維不僅具有遠(yuǎn)紅外放射和負(fù)離子功能，還具有蓄熱保溫效果，可以應(yīng)用在T恤、內(nèi)衣、睡衣、襪子、家用紡織品等領(lǐng)域。日本京都吉忠公司制造的海藻纖維內(nèi)衣充分體現(xiàn)了海藻纖維優(yōu)異的遠(yuǎn)紅外負(fù)離子特性[62]。紫羅蘭家紡科技有限公司制備了一種海藻炭纖維被子，具有良好的蓄濕保暖效果，對(duì)人體具有保健作用[63]。

研究人員通常添加遠(yuǎn)紅外陶瓷粉末于海藻纖維紡絲液來(lái)制備負(fù)離子遠(yuǎn)紅外功能型海藻纖維。雷春生等[64]在海藻酸鈉紡絲液中添加SiO2、MnO2、Al2O3遠(yuǎn)紅外陶瓷顆粒，并通過(guò)濕法紡絲制備具有遠(yuǎn)紅外功能的海藻纖維醫(yī)用紗布，發(fā)現(xiàn)該紗布可通過(guò)發(fā)射遠(yuǎn)紅外線促進(jìn)傷口愈合。原鵬飛等[65]通過(guò)碳化處理海藻得到的微粒子海藻炭與遠(yuǎn)紅外陶瓷超細(xì)粉末混合，并將熔融紡絲制備的海藻炭遠(yuǎn)紅外纖維與吸濕排汗滌綸纖維混紡制備多功能面料，發(fā)現(xiàn)面料遠(yuǎn)紅外放射率達(dá)到90%以上，遠(yuǎn)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求（遠(yuǎn)紅外溫升大于等于1.7℃，遠(yuǎn)紅外發(fā)射率大于等于0.83%）。

3.5 防電磁輻射海藻纖維

海藻纖維中豐富的金屬離子可以相互連接形成導(dǎo)電鏈，使其具有一定的抗靜電和電磁屏蔽效果，可用于制作防輻射服。郝繼海[66]利用石墨烯改性海藻纖維制備了一種具有防輻射功能的工作服，該工作服不僅可以屏蔽電磁輻射，還具有優(yōu)異的抗菌性和耐磨性。秦東[67]公開(kāi)了一種含有海藻纖維、銀纖維、珍珠纖維、蠶絲銀纖維、棉纖維和亞麻纖維的防輻射面料，該面料可貼身穿著且具有優(yōu)異的防護(hù)作用，在孕婦防輻射服領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

3.6 智能海藻纖維

智能可穿戴紡織品發(fā)展迅速，海藻纖維因來(lái)源廣泛、性能優(yōu)異、穿著舒適等優(yōu)點(diǎn)在智能紡織品領(lǐng)域的應(yīng)用不斷凸顯。目前智能海藻纖維主要包括光致變色、熱致變色、pH變色海藻纖維以及發(fā)光海藻纖維等。卞雪艷等[68]將螺吡喃類光致變色溶液添加至海藻酸鈉紡絲原液中制備光致變色海藻纖維。經(jīng)紫外光測(cè)試發(fā)現(xiàn)有紫外光時(shí)纖維呈現(xiàn)粉色，無(wú)紫外光時(shí)纖維為無(wú)色，可用于童裝、T恤、泳衣、運(yùn)動(dòng)裝、工作服等生產(chǎn)中。此外，該學(xué)者還將長(zhǎng)余輝發(fā)光材料添加到海藻酸鈉紡絲液中，發(fā)現(xiàn)發(fā)光材料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%時(shí)，纖維在黑暗中可持續(xù)發(fā)光2 h以上[69]。Zou等[70]將不同類型熱致變色粉與海藻酸鈉溶液混合，通過(guò)微流控紡絲技術(shù)制備熱致變色海藻纖維。將其置于不同溫度環(huán)境下測(cè)試發(fā)現(xiàn)該纖維符合熱致變色粉末賦予的溫度感應(yīng)和變色性能;且纖維顏色隨著粉末濃度的增加而變亮，在智能服裝領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。Cui等[71]分別用茜素染料和花青素染料染色海藻纖維，發(fā)現(xiàn)纖維在pH值2～11的溶液中時(shí)表現(xiàn)出快速且顯著的變色能力，可用于傷口愈合智能監(jiān)測(cè)。

4 結(jié) 語(yǔ)

海藻纖維各項(xiàng)性能優(yōu)異，使得紡織用海藻纖維及功能性海藻纖維紡織品成為當(dāng)今科研和產(chǎn)業(yè)人員的研究重點(diǎn)。海藻纖維制備方法也逐漸向著納米層級(jí)、簡(jiǎn)單、高效、規(guī)模化、低成本、環(huán)保、安全等方向發(fā)展。但是目前海藻纖維的制備仍然以濕法紡絲為主，靜電紡絲、微流控紡絲以及離心紡絲雖然有著各自的優(yōu)點(diǎn)，但在海藻纖維的制備中仍然處于起步階段，較少應(yīng)用于海藻纖維實(shí)際產(chǎn)品的生產(chǎn)當(dāng)中，在大規(guī)模應(yīng)用方面還有待進(jìn)一步提高。

通過(guò)物理共混、化學(xué)交聯(lián)改性的海藻纖維雖然在一定程度上提高了海藻纖維的力學(xué)性能、耐鹽耐堿性能以及染色性能，彌補(bǔ)濕法紡絲的不足，提高海藻纖維的可紡性，但是這些研究成果較多處于實(shí)驗(yàn)室階段，將實(shí)驗(yàn)室成果進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化是其未來(lái)的發(fā)展方向。

目前主要借助單一材料改性海藻纖維或?qū)ζ溥M(jìn)行功能化改造，改進(jìn)程度有限，未來(lái)可以考慮用多種材料改性海藻纖維，綜合提高其各項(xiàng)性能，制備多功能及智能海藻纖維可以更好地滿足市場(chǎng)需求。

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